用于风力涡轮维护的舱室和方法

技术领域

本公开涉及用于对风力涡轮执行维护的舱室和方法。本公开还涉及包括这样的舱室的风力涡轮。

背景技术

现代风力涡轮通常用来将电力供应到电力网中。这种类型的风力涡轮大体上包括塔架和布置在塔架上的转子。典型地包括轮毂和多个叶片的转子在风对叶片的影响下开始旋转。所述旋转生成扭矩，该扭矩通常通过转子轴直接地(“直接驱动”或“无齿轮传动”)或通过使用齿轮箱传递到发电机。这样，发电机产生可供应到电力网的电力。

风力涡轮轮毂可能够旋转地联接到机舱的前部。风力涡轮轮毂可连接到转子轴，并且转子轴然后可使用布置在机舱内部的框架中的一个或多个转子轴轴承能够旋转地安装在机舱中。机舱是布置在风力涡轮塔架的顶部上的壳体，其可包含并保护齿轮箱(如果存在)和发电机(如果未放置在机舱外部)，以及取决于风力涡轮的另外的部件，诸如功率转换器和辅助系统。

在自风力涡轮的安装或开始操作以来的某个时间段之后，或者如果风力涡轮部件已经损坏或断裂，通常需要对风力涡轮进行维护，例如修理。另外，目视检查可能是必要的或定期计划的，以确保没有损坏或劣化被忽视。修理风力涡轮对于操作者来说可能是困难的，并且带来健康和安全危险，因为他们可能需要接近可能处于高于50米、70米、100米或更高的高度的风力涡轮部分。阵风和多变的天气条件也可能增加在进行维护时的风险。

有时，操作者可通过一根或多根绳索固连到风力涡轮，并且可通过悬挂在其中一根绳索上来接近要修理的风力涡轮部件或部分的外部。这对于操作者来说可能是危险和不舒服的，尤其是如果到达部件或部分的下面，例如到达机舱或轮毂的底侧，或者到达直接驱动风力涡轮的发电机的外部。

另一种选项是将平台悬挂在风力涡轮上，使得操作者可在平台上移动并从平台进行修理。平台可例如悬挂在机舱或转子上以接近叶片。平台和叶片之间的连接(例如，刚性臂)可有利于保持平台为相对静态的并靠近叶片。一些平台可能完全包围叶片。对于接近某些风力涡轮部件(诸如直接驱动风力涡轮的发电机或者机舱或轮毂的侧向侧和上侧)的外部而言，悬挂平台安装起来可为复杂的。

发明内容

在本公开的一个方面中，提供了一种用于对风力涡轮的塔架上部件的外部执行维护的舱室。舱室构造成支撑舱室内部的操作者和/或工具。舱室能够附接到风力涡轮，使得舱室能够相对于塔架上部件旋转。

根据该方面，提供了一种舱室，一个或多个操作者可进入该舱室和/或一个或多个工具可被引入该舱室并对风力涡轮的外部执行维护操作。舱室能够附接到风力涡轮，使得舱室可相对于塔架上部件旋转。

当安装在风力涡轮上时，这样的舱室可允许对需要这样做的部件的若干区域执行维护或检查。

在本公开的另一个方面中，提供了一种用于执行风力涡轮的塔架上部件的维护的方法。该方法包括将构造成支撑舱室内部的操作者和/或工具的舱室附接到风力涡轮。该方法还包括将舱室相对于塔架上部件旋转到维护位置。该方法还包括在维护位置中执行塔架上部件的维护。

另外，在本公开的另一个方面中，提供了另一种方法。该方法包括将舱室附接到直接驱动风力涡轮的风力涡轮发电机的外部。该方法还包括将舱室沿着风力涡轮发电机的圆周移位到维护位置。该方法还包括在维护位置中执行维护。

技术方案1.一种用于对风力涡轮的塔架上部件的外部执行维护的舱室，其中

所述舱室构造成支撑在所述舱室内部的操作者和/或工具，并且其中

所述舱室能够附接到所述风力涡轮，使得所述舱室能够相对于所述塔架上部件旋转。

技术方案2.根据技术方案1所述的舱室，还包括地板，所述地板能够相对于所述舱室移位，使得所述地板在所述舱室的不同位置中提供基本上水平的支撑。

技术方案3.根据技术方案1或2所述的舱室，其中，所述舱室能够附接到所述塔架上部件，使得所述舱室能够围绕所述塔架上部件的中心轴线旋转。

技术方案4.根据技术方案3所述的舱室，还包括多个附接点，所述多个附接点构造成连结到所述塔架上部件的对应附接点。

技术方案5.根据技术方案3所述的舱室，还包括一个或多个被引导元件，所述一个或多个被引导元件构造成沿着所述塔架上部件的一个或多个引导元件移动。

技术方案6.根据技术方案1至5中任一项所述的舱室，其中，所述舱室构造成围绕所述舱室的中心轴线旋转。

技术方案7.一种风力涡轮，包括塔架、由所述塔架支撑的塔架上部件和附接到所述风力涡轮的根据技术方案1至6中任一项所述的舱室。

技术方案8.根据技术方案7所述的风力涡轮，其中，所述塔架上部件是风力涡轮发电机部件或机舱或偏航系统。

技术方案9.根据技术方案7或技术方案8所述的风力涡轮，还包括致动器，所述致动器连接所述塔架上部件和所述舱室，以用于使所述舱室围绕所述塔架上部件旋转。

技术方案10.根据技术方案9所述的风力涡轮，其中，所述致动器是线性致动器或线缆。

技术方案11.根据技术方案7或8所述的风力涡轮，其中，所述舱室附接到轮毂或所述机舱。

技术方案12.根据技术方案11所述的风力涡轮，其中，所述轮毂或所述机舱还包括用于从所述轮毂或所述机舱的内部接近所述舱室的舱口。

技术方案13.一种用于对风力涡轮的塔架上部件执行维护的方法，所述方法包括：

将构造成支撑舱室内部的操作者和/或工具的所述舱室附接到所述风力涡轮；

将所述舱室相对于所述塔架上部件旋转到维护位置；以及

在所述维护位置中执行所述塔架上部件的维护。

技术方案14.根据技术方案12所述的方法，其中，旋转所述舱室包括旋转所述轮毂或偏航所述机舱。

技术方案15.根据技术方案12所述的方法，其中，旋转所述舱室包括使所述舱室围绕所述塔架上部件的中心轴线旋转。

定义

遍及本公开，舱室可理解为基本上封闭的结构，其构造成(例如，尺寸设计成和成形为)完全包封操作者和/或工具。即，舱室内部的操作者和/或工具可基本上完全由舱室壁包围。例如，舱室可具有底壁、顶壁和在顶壁和底壁之间延伸的一个或多个侧壁。舱室可包括一个或多个舱口，所述舱口可根据需要打开和关闭，例如用于允许人员和工具进入和离开，以及用于部署工具或结构以帮助维护操作。

遍及本公开，塔架上部件可理解为由塔架直接地或间接地支撑的风力涡轮部件，并且特别地，当风力涡轮被组装时可位于风力涡轮塔架上方。塔架上部件可例如是机舱或定子(直接驱动风力涡轮的定子)或发电机转子(直接驱动风力涡轮的发电机转子)或风力涡轮转子或轮毂或偏航系统。

遍及本公开，维护或维护操作也可理解为涵盖检查、修理和修理操作以及对风力涡轮执行的类似性质的活动。例如，维护可包括检查接头或其它连接部、拧紧螺栓和修理复合结构。维护可例如包括更换将定子极连接到直接驱动风力涡轮发电机的定子框架的贯穿螺栓、包围发电机的转子的定子。

附图说明

图1图示了风力涡轮的一个示例的透视图；

图2图示了图1的风力涡轮的机舱的一个示例的简化内部视图；

图3示意性地图示了连接到直接驱动风力涡轮的发电机的外部定子的舱室的示例的前视图；

图4A和图4B分别示意性地示出了连接到直接驱动风力涡轮的发电机的外部定子的舱室的另一个示例的前视图和侧视图；

图5示意性地图示了固连到风力涡轮轮毂的舱室的示例的透视图；

图6示出了用于对风力涡轮的塔架上部件的外侧执行维护的方法的流程图；以及

图7示出了用于对直接驱动风力涡轮的风力涡轮发电机的外侧执行维护的另一种方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考实施例，其一个或多个示例在附图中被示出。每个示例仅通过解释的方式而不是作为限制被提供。事实上，对于本领域的技术人员来说将显而易见的是，在本公开中可进行各种修改和变型。例如，作为一个实施例的部分被图示或描述的特征可与另一个实施例一起使用，以产生再一另外的实施例。因此，意图是，本公开覆盖如归入所附权利要求书的范围内的这种修改和变型及其等同物。

图1是风力涡轮10的示例的透视图。在该示例中，风力涡轮10是水平轴式风力涡轮。备选地，风力涡轮10可为竖直轴式风力涡轮。在该示例中，风力涡轮10包括从在地面12上的支撑系统14延伸的塔架15、安装在塔架15上的机舱16以及联接到机舱16的转子18。转子18包括可旋转的轮毂20和至少一个转子叶片22，至少一个转子叶片22联接到轮毂20并从轮毂20向外延伸。在该示例中，转子18具有三个转子叶片22。在备选实施例中，转子18包括多于或少于三个转子叶片22。塔架15可由管状钢制成，以在支撑系统14和机舱16之间限定空腔(图1中未示出)。在备选实施例中，塔架15是具有任何合适高度的任何合适类型的塔架。根据备选方案，该塔架可为混合塔架，其包括由混凝土制成的部分和管状钢部分。另外，塔架可为部分格构塔架或全格构塔架。

转子叶片22围绕轮毂20间隔开，以有利于使转子18旋转，从而使动能能够从风能转换成可用的机械能，并随后转换成电能。转子叶片22通过在多个负载转移区域26处将叶片根部区域24联接到轮毂20而配合到轮毂20。负载转移区域26可具有轮毂负载转移区域和叶片负载转移区域(图1中均未示出)。诱导至转子叶片22的负载经由负载转移区域26转移到轮毂20。

在示例中，转子叶片22可具有从约15米(m)至约90m或更长的长度。转子叶片22可具有使得风力涡轮10能够如本文中所述那样起作用的任何合适的长度。例如，叶片长度的非限制性示例包括20m或更短、37m、48.7m、50.2m、52.2m或大于91m的长度。当风从风向28冲击转子叶片22时，转子18围绕旋转轴线30旋转。当转子叶片22旋转并受到离心力时，转子叶片22也受到各种力和力矩。照此，转子叶片22可从中性或非偏转位置偏转和/或旋转到偏转位置。

此外，转子叶片22的变桨角度(即，确定转子叶片22相对于风向的取向的角度)可由变桨系统32改变，以通过调整至少一个转子叶片22相对于风矢量的角向位置来控制由风力涡轮10生成的负载和功率。示出了转子叶片22的变桨轴线34。在风力涡轮10的运行期间，变桨系统32可特别地改变转子叶片22的变桨角度，使得转子叶片(的部分)的攻角减小，这有利于减小旋转速度和/或有利于转子18的失速。

在该示例中，每个转子叶片22的叶片变桨由风力涡轮控制器36或由变桨控制系统80单独控制。备选地，所有转子叶片22的叶片变桨可由所述控制系统同时控制。

此外，在该示例中，在风向28改变时，机舱16的偏航方向可围绕偏航轴线38旋转，以相对于风向28定位转子叶片22。

在该示例中，风力涡轮控制器36示出为集中在机舱16内，然而，风力涡轮控制器36可为遍布风力涡轮10、在支撑系统14上、在风电场内和/或在远程控制中心处的分布式系统。风力涡轮控制器36可包括处理器40，该处理器40配置成执行本文中描述的方法和/或步骤中的一些。此外，本文中描述的许多其它部件包括处理器。

如本文中所用，术语“处理器”不限于在本领域中被称为计算机的集成电路，而是广义地指控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路和其它可编程电路，并且这些术语在本文中可互换使用。应当理解，处理器和/或控制系统也可包括存储器、输入通道和/或输出通道。

控制系统36还可包括存储器，例如一个或多个存储器设备。存储器可包括(一个或多个)存储器元件，包括但不限于计算机可读介质(例如，随机存取存储器(RAM))、计算机可读非易失性介质(例如，闪存存储器)、软盘、致密盘只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)、数字多功能盘(DVD)和/或其它合适的存储器元件。(一个或多个)这样的存储器设备可大体上配置成存储合适的计算机可读指令，当由(一个或多个)处理器40实施时，这些指令配置控制器36来执行本文中公开的各种功能或触发其执行。存储器还可配置成存储数据，例如来自测量和/或计算的数据。

图2是风力涡轮10的一部分的放大截面视图。在该示例中，风力涡轮10包括机舱16和能够旋转地联接到机舱16的转子18。更具体地，转子18的轮毂20通过主轴44、齿轮箱46、高速轴48和联轴器50能够旋转地联接到定位在机舱16内的发电机42。在该示例中，主轴44设置成至少部分地与机舱16的纵向轴线(未示出)同轴。主轴44的旋转驱动齿轮箱46，齿轮箱46随后通过将转子18和主轴44的相对慢的旋转移动转化为高速轴48的相对快的旋转移动来驱动高速轴48。高速轴48借助于联轴器50连接到发电机42，以用于生成电能。此外，变压器90和/或合适的电子设备、开关和/或逆变器可布置在机舱16中，以便将具有400V至1000V之间的电压的由发电机42生成的电能变换成具有中压(10-35KV)的电能。所述电能经由电力线缆从机舱16传导到塔架15中。

齿轮箱46、发电机42和变压器90可由机舱16的主支撑结构框架支撑，该主支撑结构框架任选地实施为主框架52。齿轮箱46可包括通过一个或多个扭矩臂103连接到主框架52的齿轮箱壳体。在该示例中，机舱16还包括主前支撑轴承60和主后支撑轴承62。此外，发电机42可通过脱离支撑装置54安装到主框架52，特别是为了防止发电机42的振动被引入到主框架52中，并因此导致噪声发射源。

任选地，主框架52构造成承载由转子18和机舱16的部件的重量以及由风和旋转负载引起的全部负载，并且此外还将这些负载引入到风力涡轮10的塔架15中。转子轴44、发电机42、齿轮箱46、高速轴48、联轴器50以及任何相关联的紧固、支撑和/或固连设备(包括但不限于支撑件52以及前支撑轴承60和后支撑轴承62)有时被称为传动系64。

在一些示例中，风力涡轮可为没有齿轮箱46的直接驱动风力涡轮。在直接驱动风力涡轮中，发电机42以与转子18相同的旋转速度运行。因此，它们大体上具有比具有齿轮箱46的风力涡轮中使用的发电机大得多的直径，从而相比于具有齿轮箱的风力涡轮提供相似量的功率。

机舱16还可包括偏航驱动机构56，偏航驱动机构56可用于使机舱16旋转，并且因此也使转子18围绕偏航轴线38旋转，以控制转子叶片22相对于风向28的视角。

为了相对于风向28适当地定位机舱16，机舱16还可包括至少一个气象测量系统，该系统可包括风向标和风速计。气象测量系统58可向风力涡轮控制器36提供信息，该信息可包括风向28和/或风速。在该示例中，变桨系统32至少部分地布置为轮毂20中的变桨组件66。变桨组件66包括一个或多个变桨驱动系统68和至少一个传感器70。每个变桨驱动系统68联接到相应的转子叶片22(在图1中示出)，用于沿着变桨轴线34调制转子叶片22的变桨角度。图2中仅示出了三个变桨驱动系统68中的一个。

在该示例中，变桨组件66包括至少一个变桨轴承72，该变桨轴承72联接到轮毂20和相应的转子叶片22(图1中示出)，用于使相应的转子叶片22围绕变桨轴线34旋转。变桨驱动系统68包括变桨驱动马达74、变桨驱动齿轮箱76和变桨驱动小齿轮78。变桨驱动马达74联接到变桨驱动齿轮箱76，使得变桨驱动马达74将机械力施加到变桨驱动齿轮箱76。变桨驱动齿轮箱76联接到变桨驱动小齿轮78，使得变桨驱动小齿轮78由变桨驱动齿轮箱76旋转。变桨轴承72联接到变桨驱动小齿轮78，使得变桨驱动小齿轮78的旋转导致变桨轴承72的旋转。

变桨驱动系统68联接到风力涡轮控制器36，以用于在从风力涡轮控制器36接收到一个或多个信号时调整转子叶片22的变桨角度。在该示例中，变桨驱动马达74是由电功率和/或液压系统驱动的任何合适的马达，其使得变桨组件66能够如本文中所述那样起作用。备选地，变桨组件66可包括任何合适的结构、构造、布置和/或部件，诸如但不限于液压缸、弹簧和/或伺服机构。在某些实施例中，变桨驱动马达74由从轮毂20的转动惯量和/或向风力涡轮10的部件供应能量的存储能量源(未示出)提取的能量驱动。

变桨组件66还可包括一个或多个变桨控制系统80，用于在特定的优先情况下和/或在转子18超速期间根据来自风力涡轮控制器36的控制信号来控制变桨驱动系统68。在该示例中，变桨组件66包括至少一个变桨控制系统80，该变桨控制系统80通信地联接到相应的变桨驱动系统68，用于独立于风力涡轮控制器36控制变桨驱动系统68。在该示例中，变桨控制系统80联接到变桨驱动系统68和传感器70。在风力涡轮10的正常运行期间，风力涡轮控制器36可控制变桨驱动系统68来调整转子叶片22的变桨角度。

根据实施例，例如包括电池和电容器的功率发生器84布置在轮毂20处或轮毂20内，并且联接到传感器70、变桨控制系统80和变桨驱动系统68，以向这些部件提供功率源。在该示例中，功率发生器84在风力涡轮10的运行期间向变桨组件66提供持续的功率源。在备选实施例中，功率发生器84仅在风力涡轮10的电功率损失事件期间向变桨组件66提供功率。电功率损失事件可包括电力网损失或电压跌落(dip)、风力涡轮10的电力系统的故障和/或风力涡轮控制器36的失效。在电功率损失事件期间，功率发生器84运行以向变桨组件66提供电功率，使得变桨组件66可在电功率损失事件期间运行。

在该示例中，变桨驱动系统68、传感器70、变桨控制系统80、线缆和功率发生器84各自定位在由轮毂20的内表面88限定的空腔86中。在备选实施例中，所述部件相对于轮毂20的外表面定位，并且可直接地或间接地联接到外表面。

在本公开的一个方面中，提供了用于对风力涡轮10的塔架上部件110的外部执行维护的舱室100。舱室100构造成支撑舱室内部的操作者和/或工具。舱室100能够附接到风力涡轮10，使得舱室能够相对于塔架上部件110旋转。

根据该方面，提供了舱室100，当风力涡轮转子18(机舱16)被旋转(偏航)时，该舱室100可围绕塔架上部件110移动，或者可与轮毂20(或机舱16)一起移动。一个或多个操作者和/或一个或多个工具可在舱室100内部，并且从舱室100执行必要的维护操作。在一些示例中，工具可为机器人工具，例如可从舱室外部(例如，从地面)控制致动的工具。

例如，舱室可构造成连接到诸如机舱或直接驱动风力涡轮发电机的塔架上部件的外侧，并且可能够围绕这样的塔架上部件移动。舱室可停止并保持在塔架上部件周围的某个位置，以便执行维护。或者，例如，舱室可构造成连接到轮毂的外侧，并且当轮毂(通常是风力涡轮转子)被旋转时可与轮毂一起移动。舱室可相对于直接驱动风力涡轮的轮毂保持在相同的位置中，但是舱室的位置可例如相对于直接驱动风力涡轮的发电机变化。另外，在其它示例中，舱室可构造成连接到机舱的外部底侧，使得舱室可相对于机舱保持在相同的位置中。当机舱被偏航时，舱室可例如相对于偏航系统而不相对于机舱移动。

可沿着一系列位置移动的舱室可允许操作者以对他们来说更舒适和安全的方式接近可能难以到达的风力涡轮的区域。

由于舱室100可例如相对于塔架上部件110移动，例如围绕舱室100附接到的塔架上风力涡轮部件110移动，或者与轮毂20或机舱一起移动，因此可安全地且容易地接近塔架上风力涡轮部件110的若干不同区域。例如，可根据需要接近和维护直接驱动风力涡轮发电机的外侧上的不同切向位置(即沿着发电机的切向方向)。

在一些示例中，塔架上部件可为静态塔架上部件。静态塔架上部件可理解为如下意义上的塔架上风力涡轮部件：如果有移动，也不期望该部件在某个时间段期间显著地移动。例如，该部件可构造成仅响应于某些动作和/或条件而移动，或者该部件可能已经停止并任选地被锁定以执行维护。这样的时间段可例如由于不期望的振动或诸如偏航的动作来结束。因此，静态塔架上部件可为例如机舱或定子(例如，直接驱动风力涡轮的机舱或定子)。如果在执行维护时被固定在适当位置或锁定一段时间，则静态塔架上部件也可为发电机转子(例如，直接驱动风力涡轮的发电机转子)或风力涡轮转子或轮毂。静态塔架上部件也可为偏航系统。

塔架上部件110可例如是风力涡轮发电机部件，例如在一些示例中是直接驱动风力涡轮的发电机的外部转子或外部定子。在本文中，外部转子是指在定子和转子之间具有径向空气间隙的包围定子的转子，并且外部定子是指具有这样的径向空气间隙的包围转子的定子。

在一些其它示例中，塔架上部件110可为机舱16或偏航系统。遍及本公开描述的舱室100可例如特别地有助于对操作者而言以安全和舒适的方式到达机舱的底侧(和/或塔架15的顶部)或直接驱动风力涡轮的发电机的底侧。

在图3中示出了安装到直接驱动风力涡轮的外部定子的舱室100的示意性示例。在图4A和图4B中示出了安装到直接驱动风力涡轮的外部定子的舱室100的另一个示意性示例。在这些图中的舱室构造成(例如，尺寸设计成和成形为)支撑舱室内部的至少一个或多个操作者。图3和图4B示出了在围绕定子110的两个不同切向位置中的舱室100。在这些图的示例中，舱室100能够附接到塔架上部件110(在这些图中的发电机定子)，使得舱室100能够围绕塔架上部件110的中心轴线旋转。中心轴线可指沿着轴向方向122或沿着纵向方向延伸的塔架上部件的轴线。在一些示例中，例如，如果塔架上部件是直接驱动风力涡轮的发电机或发电机转子或发电机定子，则中心轴线可沿着发电机(部件)的轴向方向延伸。在一些其它示例中，例如，如果塔架上部件是机舱，则中心轴线可沿着机舱的纵向方向延伸。

在图3的示例中，舱室100还能够附接到塔架上部件100，使得舱室100能够围绕舱室100的中心轴线旋转。舱室的中心轴线可指舱室100的平行于塔架上部件110的中心轴线的轴线。

如在图4A和图4B的示例中可看到的，舱室100还可包括地板120，该地板120能够相对于舱室100移位，使得地板120在舱室100的不同位置中提供基本上水平的支撑。例如，地板120可构造成沿着舱室100的切向方向111旋转，以便在舱室100被旋转时为舱室100内部的操作者提供水平支撑。以这种方式，当舱室100围绕定子或任何合适的塔架上部件旋转或与轮毂一起旋转时，地板120可始终具有水平取向。因此，相比于如果不提供这样的地板120，操作者可在舱室100内部更加稳定和舒适。在一些示例中，地板120可为平台，例如矩形或正方形平台。

地板120可能够移动地联接到舱室的内部。在一些示例中，地板120可能够沿着舱室100的内壁或沿着舱室内的结构移位。地板120可具有一个或多个合适的引导元件116，以用于沿着舱室100或在舱室100内部移动。例如，舱室100可包括地板120可沿着其移动的一个或多个轨道115。

在一些示例中，如例如在图4B的示例中，舱室100可包括在舱室100的前侧105和后侧106上的两个相对轨道115，这两个轨道115沿着舱室100的切向方向111延伸。在一些示例中，舱室的前侧105和后侧106可平行于转子18平面。前侧105可为逆风侧，并且后侧106可为顺风侧。在其它示例中，一个或多个切向延伸的轨道可设置在舱室100的外切向侧107上。滑动垫可设置在地板120和一个或多个轨道115之间，以用于允许地板120相对于舱室100在舱室的切向方向111上旋转。

代替具有用于使地板120能够旋转的一个或多个滑动轴承，可提供其它合适的旋转布置。例如，可提供两个或更多个滚子轴承以用于将地板120能够旋转地联接到舱室100。为此，也可提供多个轮子，例如类似于用来将车厢(car)或列车能够移动地连接到过山车的一组轮子。

在一些示例中，地板可相对于舱室在若干不同的预定义取向上(例如，在有限数量的预定义取向上)锁定或以其它方式固定在适当的位置。

尽管在图3的示例中未示出，但是图3的舱室100还可包括如上所述的地板120，该地板120能够移动地联接到舱室，以用于当舱室围绕定子110移动时支撑舱室内部的操作者。可提供圆形轨道或导轨，以允许地板120在图3的舱室100内部旋转。

舱室100还可包括一个或多个固连元件，用于将地板相对于舱室100固定在某个位置处。如果舱室已经向上移动到其中要执行维护操作的位置，则固连元件可将地板120保持在期望的取向中，而不管(一个或多个)操作者在舱室内部行走或移动工具。

在一些示例中，舱室100还可包括多个附接点125，该多个附接点125构造成连结到塔架上部件110的对应附接点126。舱室的附接点125可沿着舱室100的切向方向111规则地间隔开。类似地，塔架上部件(例如，直接驱动风力涡轮的外部定子)的附接点126可沿着塔架上部件110的切向方向121规则地间隔开。舱室的连续附接点125之间的距离和塔架上部件110的连续附接点126之间的距离可相同，如图3中示意性地图示的。因此，当围绕定子拉动图2的示例的舱室100时，舱室的自由附接点127可附接到定子的自由附接点128，如由虚线所图示的。

舱室100的附接点125的数量可根据情况选择。在图3的示例中，舱室100包括在舱室的外切向侧107上的六个附接点125。但是舱室可包括更多或更少的附接点125。在一些示例中，附接点125可设置在舱室100的外切向侧107的中心区域中。在其它示例中，舱室100的外切向侧107可包括多于一排的附接点125。例如，舱室100的外切向侧107可包括靠近或处于舱室的外切向侧107的前边缘的第一排附接点125以及靠近或处于舱室的外切向侧107的后边缘的第二排附接点125。

在一些示例中，附接点125、126可为D形环或其它合适的锚定点。螺栓和螺母可用来附接舱室的附接点125和塔架上部件110的附接点126。这可将舱室100固连到塔架上部件110。因此，舱室100可能够移动地附接到塔架上部件，并且舱室可固连在塔架上部件周围的某些位置处，例如用销或螺母和螺栓锁定。在这些位置中，舱室不围绕塔架上部件移动，并且操作者可安全地执行维护操作。

在一些示例中，舱室100还可包括一个或多个被引导元件123，该被引导元件123构造成沿着塔架上部件110的一个或多个引导元件129移动。引导元件129可为例如诸如在图4的示例中的导轨。

相比于使用多个固定附接点125，被引导元件123可允许将舱室100更平缓地放置在期望的切向位置上。类似于地板120的引导元件116，舱室100的一个或多个被引导元件123可包括滚子轴承环、滑动轴承轨道、一个或多个齿轮(例如，小齿轮)、多个轮子或其它合适的元件，这些元件允许舱室100接触塔架上部件110上的导轨或其它引导元件，并在导轨上沿着塔架上部件110的切向方向121围绕塔架上部件110移动。

舱室100的一个或多个被引导元件123可设置在舱室100的前侧105和后侧106上，如例如在图4B的示例中那样。在其它示例中，舱室100的近侧切向侧108(即舱室的最靠近塔架上部件的切向侧)可包括一个或多个被引导元件123。

在一些示例中，诸如在图3和图4的示例中，舱室可构造成围绕其自身的中心轴线旋转。

在本发明的另一个方面中，提供了一种风力涡轮10，该风力涡轮10包括根据遍及本公开描述的任何示例的舱室100，该舱室100附接到风力涡轮10，例如能够移动地附接到塔架上部件110或固定地附接到轮毂20或甚至固定地附接到机舱16。如本文中所述，风力涡轮10包括塔架15、由塔架15支撑的塔架上部件110和舱室。舱室100附接到风力涡轮，使得舱室能够相对于塔架上部件110旋转。

固定地附接的舱室可理解为这样的舱室，该舱室连接到轮毂(或例如机舱)，使得只要舱室连接到轮毂(机舱)，就保持舱室至轮毂(机舱)的一个或多个连接点，而不改变它们的位置。因此，当轮毂(机舱)被旋转(偏航)时，可防止舱室相对于轮毂(机舱)移动。风力涡轮转子(机舱)可停止并固连在某些位置处，使得一个或多个操作者可在那些位置处安全地执行维护操作。塔架上部件100可例如是直接驱动风力涡轮的外部转子、直接驱动风力涡轮的外部定子或机舱16(或偏航系统)。

即使舱室可固定地附接到转子轮毂，或者在一些示例中附接到机舱，在这些示例中的一些中，附接可为临时的。例如，当要执行维护时，舱室可使用起重机被提升并附接到轮毂或机舱。当维护任务已执行完时，可移除舱室。应当清楚的是，舱室也可能够移动地附接到机舱。不管舱室到机舱是可移动附接还是固定附接，都可对例如机舱和/或塔架的顶部执行维护。对偏航系统的维护可从附接到机舱的舱室执行。

风力涡轮10还可包括致动器130，该致动器130连接塔架上部件110和舱室100，以用于使舱室100围绕塔架上部件110旋转。致动器130可例如是线性致动器、线缆或齿轮。术语“线缆”旨在涵盖绳索、链条和类似元件。以这种方式，参见例如图3的示例，当致动器在舱室100上致动时，舱室100可围绕其中心轴线旋转。

如果舱室100包括多个舱室附接点125，并且塔架上部件110包括多个舱室附接点126，则舱室100的附接点125中的一个或多个可附接到塔架上部件110的附接点126中的一个或多个，如例如在图3的示例中那样。例如，可使用螺栓和螺母。这可将舱室100固连到塔架上部件110。

在这些示例中，致动器130可连接塔架上部件110的附接点126和舱室100，以使舱室100围绕塔架上部件110移动。在一些示例中，致动器130可为线性致动器，例如液压致动器或线缆。图3示意性地图示了液压致动器。如果使用线缆，则线缆的端部可例如附接到塔架上部件110的附接点126，并且线缆的相对端部可例如附接到设置在舱室100上的绞车。绞车可包括用于卷起线缆的马达。在一些示例中，塔架上部件可包括合适的边缘或突起，以用于避免线缆移出塔架上部件的外切向侧，或用于限制线缆沿着轴向方向122的移动。轴向方向可理解为垂直于其中切向方向所在平面的方向。对于机舱，轴向方向可指前后方向。对于风力涡轮塔架，轴向方向可指竖直方向。

在其它示例中，例如如在图4A和图4B的示例中那样，塔架上部件110可包括沿着切向方向121包围塔架上部件110的一个或多个导轨129，并且舱室100可附接到一个或多个导轨129。在这些示例中，致动器130可连接塔架上部件110的合适附接点126和舱室100。这样的致动器130可为线性致动器或线缆，如在图3的示例中那样。致动器130可备选地将舱室100连接到导轨129。致动器可例如是一个或多个齿轮，诸如构造成接合另一个齿轮的小齿轮。导轨129可包括多个齿，在一些示例中，舱室100可啮合在该多个齿上并在其上移动。可提供马达，以用于移动舱室的一个或多个齿轮，并导致舱室沿着带齿导轨前进。另外，在其它示例中，舱室可具有轮子或一个或多个滚珠轴承环或一个或多个滑动轴承环，并且马达可导致轮子或滚珠轴承环或滑动轴承环相对于一个或多个导轨129移动。

在其中舱室100固定地连接到轮毂20(或机舱16)的示例中，舱室100可由一个或多个臂131附接到风力涡轮轮毂20(机舱16)。图5示出了通过四个臂(一个臂未示出)附接到轮毂20的舱室100的示意性示例。在一些示例中，一个或多个臂可为可伸缩的。舱室100相对于轮毂20(机舱)的位置可改变，以有利于接近要在其中执行维护的区域。但是当舱室连接到轮毂(机舱)时，臂的连接点(或将舱室固连到轮毂(机舱)的任何合适的连接器)不改变。

在其中舱室100固定地附接到轮毂20(或机舱)的示例中，轮毂20(机舱)还可包括用于从轮毂20(机舱)的内部接近舱室100的舱口132。风力涡轮还可包括连接轮毂舱口132和风力涡轮10的机舱16的通路133。因此，一个或多个操作者可从机舱16安全地接近舱室100。在这些或其它示例中，还可在轮毂的末端和轮毂的舱口132之间提供通路，使得操作者可从转子18的前部进入轮毂。舱室100可具有合适形状和尺寸的一个或多个舱口，所述舱口可打开和关闭，例如用于允许一个或多个操作者进入和离开舱室和/或部署工具或结构以帮助维护操作。轮毂舱口132同样可具有任何合适的形状和尺寸。

在本公开的另一个方面中，提供了一种用于对风力涡轮10的塔架上部件执行维护的方法200。该方法在图6的流程图中示意性地图示。该方法包括：在框210，将构造成支撑舱室100内部的操作者和/或工具的舱室100附接到风力涡轮10。该方法还包括：在框220，将舱室100相对于塔架上部件110旋转到维护位置，例如，将舱室100围绕塔架上部件110或与轮毂20或机舱16一起移动到维护位置。该方法还包括：在框230，在维护位置中执行塔架上部件110的维护。

接近需要维护的若干位置可以相对快速的方式执行，同时可减少(一个或多个)操作者的风险和不适。如先前所提及，塔架上部件110可例如是直接驱动风力涡轮的外部转子、直接驱动风力涡轮的外部定子或机舱16。塔架上部件110也可为偏航系统。关于舱室100和舱室100所安装到的风力涡轮10的解释和特征可应用于该方法200，并且反之亦然。

操作者可进入舱室100，该舱室例如固连到轮毂20或不同于轮毂20的塔架上部件110。舱室100可在起始位置中。

在其中舱室100固连到轮毂20的示例中，旋转舱室100可包括旋转轮毂20。例如，操作者可通过连接机舱16的内部和轮毂舱口132的通路133接近舱室100。然后，轮毂20可被旋转，例如通过风在转子叶片22上的作用，直到到达舱室100的期望位置。叶片的变桨角度和/或发电机扭矩可改变，以使轮毂100以合适的旋转速度移动，并将舱室100停止在期望的位置处。然后，风力涡轮转子18可被锁定。在其它示例中，发电机可用作用于转动风力涡轮转子18的马达并可导致舱室100与轮毂20一起移动。

在其中舱室100固连到机舱16的一些示例中，旋转舱室100可包括使机舱16偏航。在其它示例中，舱室可相对于机舱移动，例如在一个或多个导轨上或以其它合适的方式移动。对机舱和/或偏航系统的维护可从能够移动地或固定地附接到机舱的舱室执行。

在其中舱室100例如通过塔架上部件110上的附接点126或导轨129连接到塔架上部件110的示例中，旋转舱室100可包括围绕塔架上部件110拉动或推动舱室100。因此，舱室100可沿着塔架上部件110的切向方向121移动。即，旋转舱室100通常可包括使舱室围绕塔架上部件的中心轴线旋转。

该方法还可包括将舱室100相对于塔架上部件110旋转到另一个(即新的)维护位置，例如，将舱室100围绕塔架上部件110或与轮毂20或机舱16一起移动到另一个维护位置，并在该另一个维护位置中执行塔架上部件的维护。即，如果在塔架上部件110的其它区域中进一步需要维护，则当前维护位置成为起始位置，并且从那里，舱室被移动到另一个维护位置。

在一些示例中，当需要执行维护操作时，舱室100可安装在风力涡轮上。在维护完成之后，舱室100可从风力涡轮10移除。诸如起重机的一个或多个提升设备可用来提升和安装舱室100。

根据本公开的另一个方面，提供了另一种方法300。方法300在图7中示意性地图示。该方法包括：在步骤310，将舱室100附接到直接驱动风力涡轮的风力涡轮发电机的外部。一个或多个操作者可进入舱室100，该舱室100固连到发电机，例如固连到直接驱动风力涡轮的发电机的外部转子或外部定子。该方法还包括：在步骤320，将舱室100沿着风力涡轮发电机的圆周移位到维护位置。该方法还包括：在步骤330，在维护位置中执行维护。

该方法还可包括将舱室100沿着风力涡轮发电机的圆周移位到新的维护位置和在新的维护位置中执行维护。通常，该方法可包括将舱室100沿着直接驱动风力涡轮的发电机的切向方向121顺序地移位(例如，旋转)到其中需要维护的位置。

舱室100可通过沿着一个或多个导轨129或其它引导元件移动舱室100被移位。导轨129可永久地附接到外部转子或定子(或者通常附接到本公开的任何塔架上部件)，或者当需要维护时，它们可附接到转子或定子。导轨129可被分成多个导轨部分，这些导轨部分可被提升并附接到外部转子或定子。一个或多个直升机、无人机、起重机或合适的提升设备可用来将导轨129或导轨部分连结到外部转子或定子。在一些示例中，中间元件可设置在导轨129或导轨部分之间。中间元件可例如构造成夹持到外部转子或定子。

顺序地旋转舱室100可包括：将舱室的一个或多个附接点125从发电机的外部转子或外部定子的一个或多个附接点126脱开；例如通过拉动舱室来旋转舱室；以及将舱室100的一个或多个其它附接点125附接到外部转子或外部定子的一个或多个其它附接点126。舱室100可固连在其中要执行维护的位置中的每个中。例如，螺栓和螺母可用于固连舱室100并避免舱室100沿着发电机的切向方向121的进一步移动。在旋转舱室100之前，舱室可能需要解除固连，例如解锁。

在一些示例中，通过使用一个或多个线性致动器、线缆或在发电机的外部转子或外部定子与舱室100之间的齿轮连接，舱室100可被移位。

在舱室100的移位(例如，舱室100的顺序旋转)期间，舱室100的地板120可保持在水平取向。地板120可为平台，该平台构造成当舱室100沿着风力涡轮发电机的圆周移位时沿着舱室100的切向方向111移动。因此，操作者可在舱室100内部处于舒适的取向。

关于舱室100、舱室100所安装到的风力涡轮10和方法200的先前的解释和特征可应用于该方法300，并且反之亦然。

即使未进一步详细地图示，在本文中公开的舱室、风力涡轮和方法的任何示例中，舱室可构造成除了人之外或者代替人而容纳工具。如上文所图示，舱室可相对于塔架上部件移位。然后，工具(例如，自动化机器人)可根据需要执行维护。在一些示例中，这样的舱室可包括用于识别工具相对于风力涡轮部件的位置的摄像机或其它可视化系统。

在一些示例中，舱室可至少部分地打开，以便工具能够执行维护。例如，舱口或可打开的顶篷可用于工具延伸出舱室。

本书面描述使用示例来公开包括优选实施例的本教导，并且还使得本领域的任何技术人员能够实践本教导，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何结合的方法。可专利性范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有与权利要求书的字面语言没有区别的结构要素，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言具有非实质性差别的等效结构要素，则此类其它示例旨在处于权利要求书的范围内。来自所描述的各种实施例的方面以及每个这样的方面的其它已知等同物可由本领域普通技术人员混合和匹配，以根据本申请的原理构造附加的实施例和技术。如果与附图相关的参考标记被置于权利要求中的括号中，它们仅仅是为了试图增加权利要求的可理解性，并且不应被解释为限制权利要求的范围。